8 tendances et développements dans le domaine de la découpe laser
Ne plus regarder la puissance, mais l'aspect économique
Dans le secteur de la tôlerie, les machines de découpe laser sont en première ligne lorsque les tôles arrivent. En effet, les machines de découpe laser sont aujourd'hui l'outil de prédilection de la plupart des tôliers pour découper les pièces avant qu'elles n'entrent dans la phase de production. Une étape cruciale. Pour rafraîchir vos connaissances, nous avons consulté des fabricants sur l'évolution des machines de découpe laser dans les années à venir.
Tendance 1: pas d'avenir pour les lasers CO2
Lorsque l'on parle de machines de découpe laser, on ne parle plus des lasers CO2 d'antan. Le marché a complètement basculé vers la source laser à fibre, qui a constamment étendu son champ d'action du segment des tôles minces jusqu'à 4 mm à celui des tôles de plus de 25 mm aujourd'hui. Et il ne s'agit là que de l'essentiel des applications. Ceux qui veulent encore un laser CO2 devront chercher bien loin. En effet, la plupart des acteurs ont effectué le 'last call' pour cette technologie.
La plupart des acteurs ont effectué le 'last call' pour le laser CO2
Tendance 2: la puissance ne cesse d'augmenter
Comment se fait-il que la machine de découpe laser à fibre ait reçu autant d'éloges alors qu'on lui prédisait à l'origine une vie de niche? C'est dû à l'augmentation considérable de sa puissance de coupe. Cela lui permet de maintenir sa vitesse fulgurante et donc sa valeur ajoutée par rapport à d'autres sources concurrentes dans les travaux plus épais.
Cela a déclenché une course sur le marché. Une course qui présente des avantages pratiques pour de nombreux utilisateurs, car une plus grande puissance s'accompagne d'un plus grand nombre de possibilités de couper des matériaux encore plus épais avec de l'air comprimé, un mélange d'air ou de l'azote. Mais pour certains, il est peut-être juste important d'avoir ce qui se fait de plus gros. C'est pourquoi la barre est aujourd'hui placée à un niveau spectaculaire de 80 kW de puissance de découpe laser, bien que la plupart des marques se contentent d'un chiffre avoisinant les 25 kW. D'autres, en revanche, misent sur l'augmentation de la densité de puissance pour des performances plus durables.
Pour certains, il est peut-être juste important d'avoir ce qui se fait de plus gros. C'est pourquoi la barre est aujourd'hui placée à un niveau spectaculaire de 80 kW de puissance de découpe laser
Jusqu'où peut-on aller?
Il y a une grande différence entre les puissances, mais tout dépend du fait que le reste de la machine doit pouvoir suivre. Et les avis divergent déjà à ce sujet. Certes, les puissances extrêmes peuvent traverser une plaque comme un couteau dans du beurre, mais elles peuvent tout aussi bien causer beaucoup de dégâts à la machine.
Même sans la forte concentration qui reste réservée à la tôle, une puissance énorme est libérée sous la tôle et peut endommager la structure de la table, les bacs à ferraille, les convoyeurs de ferraille... En outre, une tête de découpe laser extrêmement stable est nécessaire pour canaliser une telle puissance. Sans parler de l'image énergétique que cela implique.
Ce que l'on peut dire, c'est que c'est surtout aux tôles épaisses que profite l'ultra-puissance. Dans le cas des tôles minces, une puissance trop élevée impose des exigences trop élevées à la dynamique de la machine proprement dite.
Tendance 3: évaluer le coût par kilowatt
Il est donc préférable pour les métallurgistes de ne pas se focaliser aveuglément sur la puissance, mais de s'intéresser au coût par kilowatt, voire au coût par unité. La bonne nouvelle, c'est que la forte concurrence sur le marché de la découpe au laser, avec l'arrivée de nouveaux noms et de nouveaux acteurs, par exemple en provenance de Chine, a rendu la technologie plus abordable. Même les sources les plus lourdes peuvent désormais présenter un coût d'investissement inférieur par kilowatt.
Cela signifie également que la machine de découpe au laser à fibre tente d'évincer du marché encore plus de concurrents que le seul laser CO2. Alors que les tubes et les profilés étaient auparavant le terrain de jeu quasi exclusif des machines à scier ou des lignes de perçage à la scie, de plus en plus de lasers pour tubes dominent aujourd'hui dans les ateliers d'usinage. Pourquoi? Tout simplement parce que le coût par coupe est moins élevé.
Il vaut mieux ne pas regarder aveuglément la puissance, mais plutôt le coût par kilowatt, voire par unité
Tendance 4: la découpe au plasma, la prochaine victime
Qui d'autres voit son avenir compromis? Les découpeuses plasma. Contrairement aux lasers à CO2, dont le trajet du faisceau est complexe et comporte des miroirs, la technologie des lasers à fibre permet d'augmenter très facilement la puissance. Il existe des lasers à fibre qui, aujourd'hui, découpent sans hésiter dans de l'acier de 50 mm d'épaisseur, ce qui offre l'avantage d'un meilleur contrôle et de plus grandes possibilités.
Des petits trous? Des contours complexes? Tous ces petits obstacles qu'un découpeur plasma peut rencontrer, le laser à fibre les franchit avec la plus grande facilité. En outre, depuis l'année dernière, il peut même effectuer une découpe en biseau pour une préparation parfaite des cordons de soudure, entrant ainsi totalement dans le domaine de la découpe au plasma.
Mais cette dernière n'a pas dit son dernier mot. En particulier dans le segment des pièces épaisses de plus de 20 mm, la découpe au plasma présente encore l'avantage d'une plus grande vitesse et d'une meilleure finition, à moins que vous ne dépassiez une puissance laser de 30 kW. Et même dans ce cas, vous aurez probablement un peu plus de mal à extraire les pièces du squelette, en raison de la faible largeur de coupe du faisceau laser.
Tous les petits obstacles qu'un découpeur plasma rencontre, le laser à fibre les surmonte aisément
Tendance 5: continuer à travailler sur la qualité de la coupe
L'amélioration de la qualité de coupe dans les matériaux épais sera donc un atout majeur dans cette compétition au cours des prochaines années. C'est un point sur lequel les fabricants ne cessent de travailler. En adaptant automatiquement la lumière laser (après avoir introduit un certain nombre de paramètres) à l'application, par exemple. Ils jouent sur l'intensité de la lumière laser, le diamètre du faisceau, le point de convergence. Mais sans déranger l'opérateur. En effet, celui-ci a déjà bien à faire pour suivre le rythme de sa machine de découpe laser à fibre. Il lui suffit d'entrer les paramètres.
L'amélioration de la qualité de coupe dans les matériaux épais sera un atout majeur du laser à fibre dans les années à venir
Tendance 6: l'automatisation est indispensable
Le choix d'une source laser à fibre et la course aux puissances a donc permis d'augmenter la vitesse de la découpe laser. Pour les applications où la découpe se fait à l'air comprimé ou à l'azote, c'est un avantage indéniable. Dans d'autres applications, ce facteur joue un rôle moins important. Ce n'est pas la vitesse qui prime: les métallurgistes veulent surtout pouvoir découper à moindre coût.
En outre, il ne sert pas à grand-chose de couper plus vite si le reste des processus ne peut pas suivre. Pour de nombreux métallurgistes, l'automatisation est la solution. Certains fabricants indiquent que 40% des machines qu'ils vendent sont accompagnées d'une solution d'automatisation. C'est en grande partie vrai, même s'il s'agit plutôt de trouver l'équilibre.
Le chargement et le déchargement automatiques des machines sont beaucoup plus rapides que l'utilisation d'un chariot élévateur. Mais c'est surtout le désir de couper moins cher qui fait graviter l'industrie métallurgique vers l'automatisation. La continuité et la fiabilité sont des mots clés dans ce domaine, plutôt que la vitesse. Les fabricants ajoutent également des fonctions qui empêchent la tête de découpe laser d'entrer en collision avec quoi que ce soit, ou qui minimisent au moins les dommages causés par une telle collision. C'est l'autonomie. Mais les solutions d'automatisation contribuent tout autant à améliorer l'ergonomie ou à réduire les dommages causés aux plaques.
Il ne sert à rien de couper plus vite si le reste des processus ne peut pas suivre. Pour de nombreux métallurgistes, l'automatisation est la solution à ce problème
Pas la panacée
D'ailleurs, jusqu'où va l'automatisation aujourd'hui? La technologie peut-elle déjà trier les pièces pour moi ? Si vous avez votre propre produit, la réponse est un oui catégorique. Pour cela, vous n'avez même pas besoin de vous adresser à un fabricant en particulier - le marché a déjà bien maîtrisé la situation.
Mais l'image rêvée d'une machine qui peut tout faire est encore une chimère. Les pièces complexes, par exemple, perdront trop de vitesse. Avec un démon de la vitesse comme une machine de découpe laser à fibre, c'est néfaste. Les stations tampons peuvent alors offrir une solution pour minimiser les temps d'arrêt du laser. Ceux qui souhaitent traiter automatiquement des pièces épaisses et minces rencontreront également des limites. Une solution d'automatisation conçue pour les pièces lourdes sera trop lente pour les travaux plus légers.
Tendance 7: des tôles toujours plus épaisses et plus grandes
Aujourd'hui, ce qui fonctionne parfaitement et de manière fiable, c'est le chargement des machines de découpe laser à fibre avec de nouvelles plaques et l'évacuation des tôles coupées. Des tôles qui, soit dit en passant, sont de plus en plus grandes et de plus en plus épaisses. Les dimensions standard restent les mêmes aujourd'hui: 3 x 1,5 m ou 4 x 2 m. C'est aussi parce qu'elles sont souvent adaptées aux bancs de pliage qui sont les prochains à traiter les pièces. Il faut être équipé à tous les niveaux pour faire du XL ou du XXL.
Mais les clients qui optent pour des machines de 6 x 2,5 m ou de 16 x 3,5 m ne sont plus l'exception dans le monde de la métallurgie. Le raisonnement est clair: des tôles plus grandes signifient une imbrication plus efficace, ce qui signifie moins de déchets et, en fin de compte, un coût par coupe plus faible. Et en choisissant des tôles plus épaisses, ils peuvent s'aventurer de plus en plus loin dans le domaine de la découpe au plasma.
Des tôles plus grandes signifient une imbrication plus efficace, moins de déchets et un coût par coupe plus faible
Tendance 8: données, apprentissage automatique et intelligence artificielle
Et qu'est-ce qui se passe avec les données, aujourd'hui? Beaucoup de choses. Par exemple, c'est la base pour commencer à améliorer les techniques de coupe dont nous avons parlé plus haut. Mais il s'agit là de processus qui se déroulent plutôt en coulisses et auxquels vous n'avez pas grand-chose à voir en tant qu'utilisateur.
Mais les opérateurs, les chefs d'atelier ou les chefs d'entreprise peuvent également extraire de nombreuses données des machines de découpe laser les plus modernes. Sur la façon dont les machines ont coupé par exemple, sur le nombre de temps d'arrêt, sur la quantité de matériau en feuille qui se trouve encore dans l'entrepôt... Pas vraiment des mathématiques supérieures, mais des données qui sont souvent collectées et rendues transparentes via une plateforme IoT.
Cela devient un peu plus vrai lorsqu'on ajoute l'intelligence artificielle et l'apprentissage automatique. Cette analyse des données peut alors soudainement nous en dire plus sur la manière d'optimiser davantage le processus, d'évoluer vers un contrôle adaptatif et de réduire davantage les temps d'arrêt et les déchets. Un logiciel qui, dans la plupart des cas, va au-delà de la découpe laser et s'intéresse à d'autres étapes de traitement afin d'atteindre la plus grande efficacité possible pour l'ensemble de l'atelier.
Grâce à l'intelligence artificielle et à l'apprentissage automatique, l'analyse des données permet d'en savoir un peu plus sur la manière d'optimiser davantage le processus, d'évoluer vers un contrôle adaptatif et de réduire davantage les temps d'arrêt et les déchets
En collaboration avec Astratec, Bystronic, De Tollenaere, Haco, Landré, Metanox, MML, VAC Machines et Wouters Cutting & Welding
